图像传感器及其形成方法技术

一种图形传感器及其形成方法，其中，所述图形传感器的形成方法包括：提供初始基底；去除部分初始基底，形成基底，所述基底顶部具有若干第一开口，所述第一开口的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口顶部所在的平面与第一开口的侧壁构成锐角；在所述基底顶部以及第一开口内形成隔离层，所述隔离层充满第一开口；在所述隔离层的顶部表面形成滤色镜和位于滤色镜表面的透镜。所述方法基底对光子的吸收量较多，所形成的图形传感器对光的敏感度较高。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器是一种快速发展的固态图像传感器，由于CMOS图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中，因此CMOS图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉，相较于传统的CCD(电荷耦合)图像传感器更具优势，也更易普及。现有的CMOS图像传感器中包括用于将光信号转换为电信号的光电传感器，所述光电传感器为形成于硅衬底中的光电二极管。此外，在形成有光电二极管的硅衬底表面还形成有介质层，所述介质层内形成有金属互联层，所述金属互联层用于使光电二极管与外围电路电连接。然而，现有技术CMOS图像传感器的光吸收效率较低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是一种图形传感器及其形成方法，以提高光吸收效率。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种图形传感器的形成方法，包括：提供初始基底；去除部分初始基底，形成基底，所述基底顶部具有第一开口，所述第一开口的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口顶部所在的平面与第一开口的侧壁构成锐角；在所述基底顶部以及第一开口内形成隔离层，所述隔离层充满第一开口；在所述隔离层的顶部表面形成滤色镜和位于滤色镜表面的透镜。可选的，所述基底的形成步骤包括：在所述初始基底表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出部分初始基底的表面；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始基底，形成基底，所述基底顶部具有第一开口。可选的，所述初始基底的材料包括硅；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始基底的工艺包括：湿法刻蚀工艺和干法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。可选的，所述湿法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀剂包括四甲基氢氧化铵，所述刻蚀剂的质量分数为10％～30％。可选的，所述第一开口的侧壁具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁构成的夹角为：70.5度。可选的，所述初始基底顶部表面的晶向为<100>；所述第一开口侧壁表面的晶向为<111>。可选的，所述隔离层的材料包括二氧化硅；所述滤色镜包括：红色滤色镜、绿色滤色镜或者蓝色滤色镜，所述基底包括若干传感区，所述红色滤色镜、绿色滤色镜和蓝色滤色镜分别位于不同的传感区内，且每一个传感区内仅具有一种颜色的滤色镜。可选的，相邻滤色镜之间具有金属栅格；所述金属栅格的材料为金属。可选的，所述基底包括若干传感区，所述传感区内具有若干第一开口，且若干第一开口底部的基底内具有光电二极管。本专利技术还提供一种图形传感器，包括：基底，所述基底的顶部具有第一开口，所述第一开口的顶部尺寸小于底部尺寸；位于所述基底顶部、以及第一开口内的隔离层，所述隔离层充满第一开口；位于所述隔离层表面的滤色镜；位于所述滤色镜表面的透镜。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术技术方案提供的图形传感器的形成方法中，去除部分初始基底的顶部，形成基底。所述基底的顶部具有若干第一开口，由于第一开口的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口所在的平面与第一开口侧壁构成锐角，使得入射光线进入第一开口的侧壁时经过多次反射，则进入基底内的光较多，光电转化效率较高，所形成的图像传感器对光的敏感度较高。附图说明图1是一种CMOS图像传感器的结构示意图；图2至图7是本专利技术图像传感器的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，CMOS图像传感器的光吸收效率较低。图1是一种CMOS图像传感器的结构示意图。请参考图1，基底100；位于基底100表面的滤色镜101；位于所述滤色镜101表面的透镜102。上述CMOS图像传感器中，基底100顶部表面平整，所述基底100顶部表面的晶向为<100>，使得所述光线与基底100表面的接触面积较小，则所述光线沿基底100表面的反射率较高，使得被基底100吸收的光子的量较少，光电转化的量也较少。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种图像传感器的形成方法，包括：提供初始基底；去除部分初始基底，形成基底，所述基底顶部具有第一开口，所述第一开口的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口顶部所在的平面与第一开口的侧壁构成锐角。所述方法基底对光子的吸收量较多，所形成的图形传感器对光的敏感度较高。为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2至图7是本专利技术图像传感器的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。请参考图2，提供初始基底200，所述初始基底200包括传感区A。所述初始基底200的形成方法包括：提供半导体衬底(未示出)；在所述半导体衬底内形成传感器层(图中未示出)，所述传感器层沿平行于半导体衬底表面方向上包括若干传感区A，所述传感区A传感器层内具有所述光电二极管250；在形成传感器层之后，在半导体衬底的第一表面形成介质层，所述介质层内具有电互连结构；在所述介质层表面形成支撑基底；在形成所述支撑基底之后，自所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行减薄，直至暴露出传感器层为止，所述第二表面与第一表面相对。在本实施例中，所述半导体衬底为硅衬底。在其他实施例中，所述半导体衬底包括锗衬底、碳化硅衬底、锗硅衬底、绝缘体上硅衬底、绝缘体上锗衬底，所述半导体衬底内掺杂有P型或N型离子。在本实施例中，所形成的图像传感器为背照式CMOS图像传感器，因此所述传感器层由半导体衬底形成。在本实施例中，所述半导体衬底为硅衬底，且所述硅衬底内掺杂有P型阱区，所述传感器层的形成步骤包括：对所述半导体衬底的第一表面进行N型离子注入，在所述半导体衬底的第一表面内形成若干N型掺杂区，所述N型掺杂区与P型阱区构成初始传感器层，所述初始传感器层的第一表面即为半导体衬底的第一表面，所述初始传感器层还具有与第一表面相对的第二表面；在所述初始传感器层的第一表面形成支撑基底；形成所述支撑基底之后，对所述初始传感器层的第二表面进行磨平处理，直至暴露出N型掺杂区，形成传感器层。在其他实施例中，所述硅衬底为本征态时，自所述硅衬底的第一表面离子注入P型离子，以在硅衬底的第一表面内形成P型阱区；对所述硅衬底的第一表面进行N型离子注入，在所述P型阱区内形成若干N型掺杂区，所述N型掺杂区与P型阱区构成初始传感器层，所述初始传感器层的第一表面即为半导体衬底的第一表面，所述初始传感器层还具有与第一表面相对的第二表面；在所述初始传感器层的第一表面形成所述基底；形成所述基底之后，对所述初始传感器层的第二表面进行磨平处理，直至暴露出N型掺杂区，形成传感器层。初始传感器层用于后续形成传感器层。对所述初始传感器层的第二表面进行磨平处理的工艺包括：化学机械研磨工艺。所述P型阱区和一个N型掺杂区之间形成一个光电二极管250，所述传感器层内包含若干个N型掺杂区，因此，所述传感器层201包括若干光电二极管250。请参考图3，去除部分所述初始基底200，形成基底201，所述基底201的顶部具有若干第一开口202，所述第一开口202的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口202顶部所在的水平面X与第一开口202的侧壁构成锐角α。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供初始基底；去除部分初始基底，形成基底，所述基底顶部具有若干第一开口，所述第一开口的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口顶部所在的平面与第一开口的侧壁构成锐角；在所述基底顶部以及第一开口内形成隔离层，所述隔离层充满第一开口；在所述隔离层的顶部表面形成滤色镜和位于滤色镜表面的透镜。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供初始基底；去除部分初始基底，形成基底，所述基底顶部具有若干第一开口，所述第一开口的顶部尺寸大于底部尺寸，且所述第一开口顶部所在的平面与第一开口的侧壁构成锐角；在所述基底顶部以及第一开口内形成隔离层，所述隔离层充满第一开口；在所述隔离层的顶部表面形成滤色镜和位于滤色镜表面的透镜。2.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述基底的形成步骤包括：在所述初始基底表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出部分初始基底的表面；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始基底，形成基底，所述基底顶部具有第一开口。3.如权利要求2所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述初始基底的材料包括硅；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始基底的工艺包括：湿法刻蚀工艺和干法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。4.如权利要求3所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀剂包括四甲基氢氧化铵，所述刻蚀剂的质量分数为10％～30％。5.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一开口的侧壁具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁构...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟俊生，李志伟，黄仁德，王欢，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32